A física quântica é o que eu chamo de uma “ciência religiosa.” É uma ciência que nos coloca em contato direto com a estranheza e a grandiosidade do universo. Ela nos coloca exatamente na fronteira entre o que é conhecível e o que não é.
Também é uma “ciência útil.” Promete tecnologias que vão criar indústrias de bilhões, ou trilhões, de dólares.
O que significa “quântico”
Quântico significa “em partes.” Quando os cientistas começaram a trabalhar com coisas minúsculas como elétrons e fótons, observaram comportamentos pouco intuitivos, aos quais chamaram comportamentos “quânticos.” Esses comportamentos não se encaixavam no modelo de mundo que tínhamos aprendido.
Por exemplo, nosso modelo antigo diz que os objetos têm propriedades bem definidas, como a posição, e que podemos medir essa posição a qualquer momento. No entanto, descobrimos que os elétrons não se comportam assim. Eles agem como se não estivessem em um local fixo. Podem ter efeitos de longo alcance que provam que se comportam mais como uma nuvem do que como uma partícula. Os cientistas chamaram isso de superposição, porque é um conceito que vai além de uma “posição.”
Ao longo dos 50 anos seguintes, os cientistas incorporaram essas observações em um modelo do universo totalmente novo. Esse modelo é na verdade mais permissivo, então permite coisas que não considerávamos possíveis. Por exemplo, ele não exige que elétrons e fótons tenham uma localização, orientação ou velocidade definida.
Esse novo modelo acabou se revelando muito mais preciso do que o anterior.
Desde então, o quântico dominou a física. Na maior conferência de física do mundo, o APS Global Physics Summit de 2025, mais de 75% dos expositores estavam relacionados ao quântico.
O que o quântico viabiliza
Agora, os frutos de 100 anos de progresso em mecânica quântica estão começando a amadurecer. Novas tecnologias quânticas estão chegando ao mercado e podem quebrar muitas suposições que tínhamos sobre o mundo. Aqui vão alguns exemplos.
Microscópios
Supúnhamos que havia um limite para o menor objeto que podíamos ver com luz comum. Ernst Abbe batizou isso de limite de difração. Para enxergar menor, tivemos que inventar os microscópios eletrônicos, e mesmo esses têm seus próprios limites.
Hoje sabemos que esse limite não vale se conseguirmos controlar fótons individuais. A invenção da fotografia com luz emaranhada tem aplicações em imagem biológica e muito mais. [cite]
Computadores
Supúnhamos que não havia como fatorar números grandes. De fato, construímos nossa criptografia moderna em cima dessa suposição.
Hoje sabemos que se espera que computadores baseados em spins de elétrons, em vez de tensões, sejam capazes de fatorar números grandes com facilidade.
Manufatura
Pensava-se que certos tipos de moléculas nunca poderiam ser fabricadas, já que não podem ser formadas por reações naturais.
No entanto, a manufatura quântica nos permite colocar átomos exatamente nos lugares certos, possibilitando criar compostos químicos com os quais nunca havíamos sonhado.
Três conceitos fundamentais
O quântico tem apenas três conceitos fundamentais:
- Medição
- Superposição
- Emaranhamento
Nas guias a seguir, você vai aprender cada um desses conceitos fundamentais em profundidade.